水吸收二氧化硫過程填料塔設(shè)計

1、.齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計說明書水吸收 SO2 填料塔 (3200m3/h)學(xué)院：食品與生物工程學(xué)院專 業(yè) 班：生工 112班姓名：蔣燕妮學(xué)號：2011053072指導(dǎo)教師：趙國君設(shè)計時間： 2014.06.2307.06'.摘要吸收是利用混合氣體中各組分在液體中的溶解度的差異來分離氣態(tài)均相混合物的一種單元操作。在化工生產(chǎn)中主要用于原料氣的凈化，有用組分的回收等。氣液兩相的分離是通過它們密切的接觸進行的，在正常操作下，氣相為連續(xù)相而液相為分散相，氣相組成呈連續(xù)變化，氣相中的成分逐漸被分離出來。填料塔是氣液呈連續(xù)性接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備， 屬微分接觸逆流操作過程。 塔的底部有支撐板用來支

2、撐填料，并允許氣液通過。支撐板上的填料有整砌和亂堆兩種方式。填料層的上方有液體分布裝置，從而使液體均勻噴灑于填料層上。填料層的空隙率超過90%，一般液泛點較高，單位塔截面積上填料塔的生產(chǎn)能力較高，研究表明，在壓力小于 0.3MPa 時，填料塔的分離效率明顯優(yōu)于板式塔。這次課程設(shè)計的任務(wù)是用水吸收空氣中的二氧化硫， 然后再進行解吸處理得到二氧化硫。要求設(shè)計包括塔徑、填料塔高度、塔管的尺寸等，需要通過物料衡算得到所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后進行所需尺寸的計算得到各種設(shè)計參數(shù)，為圖的繪制打基礎(chǔ)，提供數(shù)據(jù)參考。關(guān)鍵詞：水；二氧化硫；吸收；填料塔；物料衡算'.AbstractAbsorption is

3、 an important unit operation in the differences in solubility using mixture gas in the liquid in the separation of gaseous homogeneous mixture. In the chemical production is mainly used for purifying raw gas, recovery of valuable components etc.Separation of gas-liquid two-phase is close contact wit

4、h them, in normal operation, the gas phase as the continuous phase and the liquid phase is dispersed phase, gas phase composition of a continuous change, the gas phase composition was gradually isolated. The tower is gas-liquid in gas-liquid mass transfer equipment of continuous contact, belonging t

5、o differential contact counter-current operation. At the bottom of the tower with a supporting plate for supporting the filler, and allow the liquid through the. The support plate and a whole masonry filler has two ways. The liquid distribution device above the filler layer, so that the liquid is un

6、iformly sprayed on the filler layer. V oid filler layer rate exceeds 90%, the general flooding points higher, the tower unit cross-sectional area of packing tower production capacity is higher, research shows that, the pressure is less than 0.3MPa, the separation efficiency of packed tower is obviou

7、sly better than that of the plate tower.The curriculum design task is the absorption of sulfur dioxide in air with water, and then desorption with sulfur dioxide. Design requirements including the tower diameter, height of packed tower, tower tube size, need through the material balance to get basic

8、 data needed, and then calculate the required size of the various design parameters, for drawing foundation, to provide data for reference.Keywords: water; sulfur dioxide; absorption; packed tower; material balance'.目錄摘要 .IAbstract.II設(shè)計任務(wù)書 .1第 1 章 緒論 .21.1吸收技術(shù)概況 .21.2吸收過程對設(shè)備的要求及設(shè)備的發(fā)展概況 .21.3吸收在工

9、業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 .31.3.1吸收的應(yīng)用概況 .31.3.2典型吸收過程 .3第 2 章 設(shè)計方案 .42.1吸收方法及吸收劑的選擇 .42.1.1吸收方法 .42.1.2吸收劑的選擇 .42.2吸收工藝的流程 .52.2.1吸收工藝流程的確定 .52.2.2吸收工藝流程圖 .62.3操作參數(shù)的選擇 .72.3.1操作溫度的選擇 .72.3.2操作壓力的選擇 .72.3.3吸收因子的選擇 .72.4吸收塔設(shè)備及填料的選擇 .82.4.1吸收塔的設(shè)備選擇 .82.4.2填料的選擇 .9第 3 章 吸收塔工藝的計算 .103.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) .103.1.1液相物性數(shù)據(jù) .錯誤 ! 未定義書簽。3

10、.1.2氣相物性數(shù)據(jù) .錯誤 ! 未定義書簽。3.1.3氣液平衡數(shù)據(jù) .錯誤 ! 未定義書簽。3.2物料衡算 .錯誤 ! 未定義書簽。3.3塔徑的計算 .錯誤 ! 未定義書簽。3.4填料層高度計算 .錯誤 ! 未定義書簽。3.4.1傳質(zhì)單元高度 H OG 計算 .錯誤 ! 未定義書簽。3.4.2填料層高度 Z 的計算 .錯誤 ! 未定義書簽。3.4.3填料層壓降 P 的計算 : .錯誤 ! 未定義書簽。3.5液體分布器簡要設(shè)計 .183.5.1選型 .183.5.2分布點密度計算 .193.5.3布液計算 .193.6填料塔附屬高度計算 .193.6.1塔上部空間高度 .19'.3.6

11、.2 塔底液體保持高度193.7 其他附屬塔內(nèi)件的選擇193.7.1 液體分布器203.7.2 液體再分布器213.7.3 填料支撐板213.7.4 填料壓板與床層限制板213.7.5 氣體進出口裝置與排液裝置21結(jié)論22參考文獻24附錄25致謝27'.化工原理課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目水吸收二氧化硫過程填料吸收塔設(shè)計二、設(shè)計任務(wù)及操作條件1、 設(shè)計任務(wù)生產(chǎn)能力（入塔爐氣流量）3200m3h二氧化硫吸收率95%入塔爐氣組成 (含二氧化硫 )0.07（摩爾分率）2、 操作條件入塔爐氣溫度25洗滌除去二氧化硫的清水溫度20操作壓強常壓吸收溫度基本不變 ,可近似取為清水的溫度3、填料類型階梯

12、環(huán)填料 ,填料規(guī)格自選4、廠址齊齊哈爾地區(qū)三、設(shè)計內(nèi)容1、設(shè)計方案的選擇及流程說明2、吸收塔的物料衡算3、吸收塔工藝尺寸計算4、填料層壓降的計算5、液體分布器簡要設(shè)計6、填料吸收塔裝配圖 (1 號圖紙 )7、設(shè)計評述8、參考資料指導(dǎo)教師：趙國君2014年 06 月 23日'.第1章緒論1.1 吸收技術(shù)概況在化學(xué)工業(yè)中，利用不同氣體組分在液體溶劑中的溶解度的差異，對其進行選擇性溶解，從而將混合物各組分分離的傳質(zhì)過程稱為吸收。氣體吸收過程是化工生產(chǎn)中常用的氣體混合物的分離操作， 其基本原理是利用混合物中各組分在特定的液體吸收劑中的溶解度不同，實現(xiàn)各組分分離的單元操作。實際生產(chǎn)中，吸收過程所

13、用的吸收劑常需回收利用，故一般來說，完整的吸收過程應(yīng)包括吸收和解吸兩部分，因而在設(shè)計上應(yīng)將兩部分綜合考慮，才能得到較為理想的設(shè)計結(jié)果。作為吸收過程的工藝設(shè)計， 其一般性問題是在給定混合氣體處理量、 混合氣體組成、溫度、壓力以及分離要求的條件下，完成以下工作：（ 1）根據(jù)給定的分離任務(wù)，確定吸收方案；（ 2）根據(jù)流程進行過程的物料和熱量衡算，確定工藝參數(shù)；（ 3）依據(jù)物料及熱量衡算進行過程的設(shè)備選型或設(shè)備設(shè)計；（ 4）繪制工藝流程圖及主要設(shè)備的工藝條件圖；（ 5）編寫工藝設(shè)計說明書。1.2 吸收過程對設(shè)備的要求及設(shè)備的發(fā)展概況近年來隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 大規(guī)模的吸收設(shè)備已經(jīng)廣泛用于實際生產(chǎn)過程中

14、。 對于吸收過程，能夠完成分離任務(wù)的塔設(shè)備有多種，如何從眾多的塔設(shè)備中選擇合適類型是進行工藝設(shè)計的首要任務(wù)。而進行這一項工作則需對吸收過程進行充分的研究后，并經(jīng)多方面對比方能得到滿意的結(jié)果。一般而言，吸收用塔設(shè)備與精餾過程所需要的塔設(shè)備具有相同的原則要求，用較小直徑的塔設(shè)備完成規(guī)定的處理量，塔板或填料層阻力要小，具有良好的傳質(zhì)性能，具有合適的操作彈性，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，便于安裝、操作和維修等。但是吸收過程，一般具有液氣比大的特點，因而更適用填料塔。此外，填料塔阻力小，效率高，有利于過程節(jié)能。所以對于吸收過程來說，以采用填料塔居多。近年來隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模的吸收設(shè)備已經(jīng)廣泛用于實際生產(chǎn)當(dāng)

15、中。具有了很高的吸收效率，以及在節(jié)能方面也日趨完善。填料塔的工藝設(shè)計內(nèi)容是在明確了裝置的處理量，操作溫度及操作壓力及相應(yīng)的相平衡關(guān)系的條件下， 完成填料塔的工藝尺寸及其他塔內(nèi)件設(shè)計。在今后的化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)中，對吸收設(shè)備的要求及效率將會有更高的要求，所以日益完善的吸收設(shè)備會逐漸應(yīng)用于實際的工業(yè)生產(chǎn)中。'.1.3 吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.3.1 吸收的應(yīng)用概況在化工生產(chǎn)中，原料氣的凈化，氣體產(chǎn)品的精制，治理有害氣體保護環(huán)境等方面得到了廣泛的應(yīng)用，在研究和開發(fā)過程中，在方法上多從吸收過程的傳質(zhì)速率著手，希望在整個設(shè)備中，氣液兩相為連續(xù)微分接觸過程， 這一特點則與填料塔得到了良好的結(jié)合，由于

16、填料塔的通量大，阻力小，使得其在某些處理量大要求壓降小的分離過程中備受青睞，尤其近年高效填料塔的開發(fā)，使得填料塔在分離過程中占據(jù)了重要的位置。吸收在化工的應(yīng)用大致有以下幾種：（1）原料氣的凈化。（2）有用組分的回收。（3）某些產(chǎn)品的制取。（4）廢氣的處理。1.3.2 典型吸收過程煤氣脫苯為例 :在煉焦及制取城市煤氣的生產(chǎn)過程中，焦?fàn)t煤氣內(nèi)含有少量的苯、 甲苯類低碳氫化合物的蒸汽（約35 g / m3 ）應(yīng)予以分離回收，所用的吸收溶劑為該工業(yè)生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物，即焦煤油的精制品稱為洗油。回收苯系物質(zhì)的流程包括吸收和解吸兩個大部分。含苯煤氣在常溫下由底部進入吸收塔，洗油從塔頂淋入，塔內(nèi)裝有木柵等填

17、充物。在煤氣與洗油接觸過程中，煤氣中的苯蒸汽溶解于洗油，使塔頂離去的煤氣苯含量降至某允許值(< 2g / m3 )，而溶有較多苯系物質(zhì)的洗油 (稱富油 )由吸收塔底排出。 為取出富油中的苯并使洗油能夠再次使用 (稱溶劑的再生 )，在另一個稱為解吸塔的設(shè)備中進行與吸收相反的操作 - 解吸。為此，可先將富油預(yù)熱到 170 C 左右由解吸塔頂淋下， 塔底通入過熱水蒸氣。 洗油中的苯在高溫下逸出而被水蒸氣帶走，經(jīng)冷凝分層將水除去，最終可得苯類液體（粗苯） ，而脫除溶質(zhì)的洗油（稱貧油）經(jīng)冷卻后可作為吸收溶劑再次送入吸收塔循環(huán)使用.'.第2章設(shè)計方案吸收過程的設(shè)計方案主要包括吸收劑的選擇、吸

18、收流程的選擇、解吸方法選擇、設(shè)備類型選擇、 操作參數(shù)的選擇等內(nèi)容 .用水吸收 S02屬中等溶解度的吸收過程， 為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收流程。因用水作為吸收劑，且 S02不作為產(chǎn)品，故采用純?nèi)軇?.1 吸收方法及吸收劑的選擇2.1.1 吸收方法完成同一吸收任務(wù)，可選用不同吸收劑，從而構(gòu)成了不同的吸收方法，如以合成氨廠變換器脫 CO2 的為例，若配合焦?fàn)t氣為原料的制氫工藝，宜選用水，碳酸丙烯酯，冷甲酸等作吸收劑，既能脫 CO2，又能脫除有機雜質(zhì)。后繼配以堿洗和低溫液氨洗構(gòu)成了一個完整的凈化體系，若以天然氣為原料制 H2 和 N2 時，宜選用催化熱碳酸鉀溶液作吸收劑，凈化度高。后繼再配以甲烷化

19、法，經(jīng)濟合理。其中，前者為物理吸收，后者則為化學(xué)吸收。一般而言，當(dāng)溶劑含量較低，而要求凈化度又高時，宜采用化學(xué)吸收法；若溶質(zhì)含量較高，而凈化度又不很高時，宜采用物理吸收法。2.1.2 吸收劑的選擇對于吸收操作 ,選擇適宜的吸收劑 ,具有十分重要的意義 .其對吸收操作過程的經(jīng)濟性有著十分重要的影響 .一般情況下 ,選擇吸收劑 ,要著重考慮如下問題 .(一)對溶質(zhì)的溶解度大所選的吸收劑多溶質(zhì)的溶解度大 ,則單位量的吸收劑能夠溶解較多的溶質(zhì) ,在一定的處理量和分離要求下 ,吸收劑的用量小 ,可以有效地減少吸收劑循環(huán)量 ,這對于減少過程功耗和再生能量消耗十分有利 .另一方面 ,在同樣的吸收劑用量下 ,

20、液相的傳質(zhì)推動力大 ,則可以提高吸收效率 ,減小塔設(shè)備的尺寸 .(二)對溶質(zhì)有較高的選擇性對溶質(zhì)有較高的選擇性 ,即要求選用的吸收劑應(yīng)對溶質(zhì)有較大的溶解度 ,而對其他組分則溶解度要小或基本不溶 ,這樣 ,不但可以減小惰性氣體組分的損失 ,而且可以提高解吸后溶質(zhì)氣體的純度 .(三)不易揮發(fā)吸收劑在操作條件下應(yīng)具有較低的蒸氣壓 ,以避免吸收過程中吸收劑的損失 ,提高吸收過程的經(jīng)濟性 .'.(四)再生性能好由于在吸收劑再生過程中 ,一般要對其進行升溫或氣提等處理 ,能量消耗較大 ,因而 , 吸收劑再生性能的好壞 ,對吸收過程能耗的影響極大 ,選用具有良好再生性能的吸收劑 ,往往能有效地降低過

21、程的能量消耗.以上四個方面是選擇吸收劑時應(yīng)考慮的主要問題,其次 ,還應(yīng)注意所選擇的吸收劑應(yīng)具有良好的物理、化學(xué)性能和經(jīng)濟性.其良好的物理性能主要指吸收劑的粘要小,不易發(fā)泡 ,以保證吸收劑具有良好的流動性能和分布性能 .良好的化學(xué)性能主要指其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性 ,以防止在使用中發(fā)生變質(zhì) ,同時要求吸收劑盡可能無毒、無易燃易爆性 ,對相關(guān)設(shè)備無腐蝕性 (或較小的腐蝕性 ).吸收劑的經(jīng)濟性主要指應(yīng)盡可能選用廉價易得的溶劑 .表 21 物理吸收劑和化學(xué)吸收劑的特性物理吸收劑化學(xué)吸收劑（ 1）吸收容量（溶解度）正比于溶質(zhì)分壓（ 1）吸收容量對溶質(zhì)分壓不太敏感（ 2）吸收熱效應(yīng)很小（近于等溫）

22、（ 2）吸收熱效應(yīng)顯著（ 3）常用降壓閃蒸解吸（ 3）用低壓蒸汽氣提解吸（ 4）適于溶質(zhì)含量高，而凈化度要求不太高的場合（ 4）適于溶質(zhì)含量不高，而凈化度要求很高的場合（ 5）對設(shè)備腐蝕性小，不易變質(zhì)（ 5）對設(shè)備腐蝕性大，易變質(zhì)2.2 吸收工藝的流程2.2.1 吸收工藝流程的確定工業(yè)上使用的吸收流程多種多樣，可以從不同角度進行分類，從所選用的吸收劑的種類看，有僅用一種吸收劑的一步吸收流程和使用兩種吸收劑的兩步吸收流程，從所用的塔設(shè)備數(shù)量看，可分為單塔吸收流程和多塔吸收流程，從塔內(nèi)氣液兩相的流向可分為逆流吸收流程、并流吸收流程等基本流程，此外，還有用于特定條件下的部分溶劑循環(huán)流程。（一）一步吸

23、收流程和兩步吸收流程一步流程一般用于混合氣體溶質(zhì)濃度較低，同時過程的分離要求不高，選用一種吸收劑即可完成任務(wù)的情況。若混合氣體中溶質(zhì)濃度較高且吸收要求也高，難以用一步吸收達到規(guī)定的吸收要求，但過程的操作費用較高，從經(jīng)濟性的角度分析不夠適宜時，可以考慮采用兩步吸收流程。（二）單塔吸收流程和多塔吸收流程'.單塔吸收流程是吸收過程中最常用的流程，如過程無特別需要，則一般采用單塔吸收流程。若過程的分離要求較高，使用單塔操作時，所需要的塔體過高，或采用兩步吸收流程時，則需要采用多塔流程（通常是雙塔吸收流程）（三）逆流吸收與并流吸收吸收塔或再生塔內(nèi)氣液相可以逆流操作也可以并流操作，由于逆流操作具有

24、傳質(zhì)推動力大，分離效率高（具有多個理論級的分離能力）的顯著優(yōu)點而 廣泛應(yīng)用。工程上，如無特別需要，一般均采用逆流吸收流程。（四）部分溶劑循環(huán)吸收流程由于填料塔的分離效率受填料層上的液體噴淋量影響較大，當(dāng)液相噴淋量過小時，將降低填料塔的分離效率，因此當(dāng)塔的液相負荷過小而難以充分潤濕填料表面時，可以采用部分溶劑循環(huán)吸收流程，以提高液相噴淋量，改善踏的操作條件。2.2.2 吸收工藝流程圖'.2.3 操作參數(shù)的選擇2.3.1 操作溫度的選擇對于物理吸收而言 ,降低操作溫度 ,對吸收有利 .但低于環(huán)境溫度的操作溫度因其要消耗大量的制冷動力而一般是不可取的 ,所以一般情況下 ,取常溫吸收較為有利

25、.對于特殊條件的吸收操作必須采用低于環(huán)境的溫度操作 .對于化學(xué)吸收 ,操作溫度應(yīng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)而定 ,既要考慮溫度對化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)的影響 ,也要考慮對化學(xué)平衡的影響 ,使吸收反應(yīng)具有適宜的反應(yīng)速度 .對于再生操作 ,較高的操作溫度可以降低溶質(zhì)的溶解度,因而有利于吸收劑的再生.2.3.2 操作壓力的選擇對于物理吸收 ,加壓操作一方面有利于提高吸收過程的傳質(zhì)推動力而提高過程的傳質(zhì)速率 ,另一方面 ,也可以減小氣體的體積流率,減小吸收塔徑 .所以操作十分有利 .但工程上 ,專門為吸收操作而為氣體加壓 ,從過程的經(jīng)濟性角度看是不合理的 ,因而若在前一道工序的壓力參數(shù)下可以進行吸收操作的情況下 ,

26、一般是以前道工序的壓力作為吸收單元的操作壓力 .對于化學(xué)吸收 ,若過程由質(zhì)量傳遞過程控制 ,則提高操作壓力有利 ,若為化學(xué)反應(yīng)過程控制 , 則操作壓力對過程的影響不大 ,可以完全根據(jù)前后工序的壓力參數(shù)確定吸收操作壓力 ,但加大吸收壓力依然可以減小氣相的體積流率 ,對減小塔徑仍然是有利的 .對于減壓再生 (閃蒸 )操作 ,其操作壓力應(yīng)以吸收劑的再生要求而定 ,逐次或一次從吸收壓力減至再生操作壓力 ,逐次閃蒸的再生效果一般要優(yōu)于一次閃蒸效果 .2.3.3 吸收因子的選擇吸收因子 A 是一個關(guān)聯(lián)了氣體處理量 G ,吸收劑用量 L 以及氣液相平衡常數(shù) m 的綜合的過程參數(shù) .A L / mG式中 G

27、-氣體處理量 , kmol / h .m-氣體相平衡常數(shù) .吸收因子的值的大小對過程的經(jīng)濟性影響很大,選取較大的吸收因子,則過程的設(shè)備費用降低而操作費用升高 ,在設(shè)計上 ,兩者的數(shù)值應(yīng)以過程的總費用最低為目標(biāo)函數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計后確定 .從經(jīng)驗上看 ,吸收操作的目的不同 ,該值也有所不同 .一般若以凈化氣體或提'.高溶質(zhì)的回收率為目的 ,則 A 值宜在 1.2 2.0 之間 ,一般情況可近似取 A =1.4.而對于以制取液相產(chǎn)品為目的吸收操作 , A 值可以取小于 1.工程上更常用的確定吸收劑用量 (或氣提氣用量 )的方法是利用求過程的最小液氣比 (對于再生過程求最小氣液比 ),進而確定適

28、宜的液氣比 ,即( LS ) min(Y1Y2 )GB( X 1e X 2 )LS(1.22.0)( LS )minG BG BX1eY1m對于低濃度氣體吸收過程 ,由于吸收過程中氣液相量變化較小,則有( L ) min( y1y2 )G( x1ex2 )L(1.22.0)( L )minGy1Gx1em2.4 吸收塔設(shè)備及填料的選擇2.4.1 吸收塔的設(shè)備選擇對于吸收過程 ,能夠完成其分離任務(wù)的塔設(shè)備有多種,如何從眾多的塔設(shè)備中選出合適的類型是進行工藝設(shè)計的首要工作 .而進行這一項工作則需對吸收過程進行充分的研究后 ,并經(jīng)多方案對比方能得到較滿意的結(jié)果 .一般而言 ,吸收用塔設(shè)備與精餾過程所

29、需要的塔設(shè)備具有相同的原則要求,即用較小直徑的塔設(shè)備完成規(guī)定的處理量,塔板或填料層阻力要小 ,具有良好的傳質(zhì)性能 ,具有合適的操作彈性 ,結(jié)構(gòu)簡單 ,造價低 ,易于制造、安裝、操作和維修等 .但作為吸收過程 ,一般具有操作液起比大的特點 ,因而更適用于填料塔 .此外 ,填料塔阻力小 ,效率高 ,有利于過程節(jié)能 ,所以對于吸收過程來說 ,以采用填料塔居多 .但在液體流率很低難以充分潤濕填料,或塔徑過大 ,使用填料塔不經(jīng)濟的情況下,以采用板式塔為宜 .'.2.4.2 填料的選擇各種填料的結(jié)構(gòu)差異較大，具有不同的優(yōu)缺點，因此在使用上應(yīng)根據(jù)具體情況選擇不同的塔填料。在選擇塔填料時，應(yīng)該考慮如下

30、幾個問題：(1) 選擇填料材質(zhì) 選擇填料材質(zhì)應(yīng)根據(jù)吸收系統(tǒng)的介質(zhì)以及操作溫度而定，一般情況下，可以選用塑料， 金屬，陶瓷等材料。對于腐蝕性介質(zhì)應(yīng)采用相應(yīng)的抗腐蝕性材料，如陶瓷，塑料，玻璃，石墨，不銹鋼等， 對于溫度較高的情況，應(yīng)考慮材料的耐溫性能。(2) 填料類型的選擇 填料類型的選擇是一個比較復(fù)雜的問題。一般來說，同一類填料塔中，比表面積大的填料雖然具有較高的分離效率，但是由于在同樣的處理量下，所需要的塔徑較大，塔體造價升高。（3）對于水吸收 S02的過程、操作、溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用所了散裝填料。在所了散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，故此選用 DN38聚丙稀階梯環(huán)填料

31、。'.第 3 章 吸收塔工藝的計算3 吸收塔的工藝計算3.1 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)3.1.1 液體物料數(shù)據(jù)對低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查的，20時水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度： L = 998.2Kg/m 3粘度： L0.001Pa s 3.6Kg/(mh)表面張力：L 72.6dyn/cm940896kg/h221.4710-52/s5.29 10-62/hSO 在水中擴散系數(shù)為 D Lcmm3.1.2 氣相物性數(shù)據(jù)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為M VmyiMi0.0764.060.93 29 31.45kg / kmol混合氣體的平均密度VmPM Vm101.33

32、1.451.286Kg / m3RT8.314273 25混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊得25空氣度為1.81 10 5 Pa.s0.065kg (m h)查手冊得二氧化硫在空氣中的擴散系數(shù)為Dv0.108cm2 / s0.039m2 / h3.1.3 氣液相平衡數(shù)據(jù)由手冊查得，常壓下25時，二氧化硫在水中的亨利常數(shù)為E3.55103 kPa相平衡常數(shù)為E3.55 103m35.04P101.3溶解度系數(shù)為'.HL998.20.0156 kmol3E3.55 103S18.02(kpa.m )3.2 物料衡算進塔氣相摩爾比為y1Y0.07 / (10.07)0.075311

33、 y1出塔氣相摩爾比為(1)0.0753(1 0.95)0.00377Y2 Y1A進塔惰性氣相流量為3200273V273(1 0.07) 121.71kmol22.425h該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣量比可按下式計算，即( L ) minY1 Y2VY1 / mX 2對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成為X 20( L )min0.07530.0037733.29V0.0753/ 35.04 0取操作液氣比為：L1.4( L ) minVVL1.433.2946.61VL46.61 121.715672.90kmol / hV (Y1Y2) L(X1X 2 )X 1VY1-Y

34、 2X 2121.71(0.0753-0.00377) 0.0015L5672.903.3 塔徑計算采用 Eckert 通過關(guān)聯(lián)圖計算泛點氣速氣相質(zhì)量流量為w V32001.3104115.2kg/h液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計算，即'.w L5672.9018102112.2kg/hEckert 通過關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為wL (V)0.5102112.2 (1.310 ) 0.50.891查 圖 得wVL4192 998.22FFV0.2LgL查表填料類型DN16金屬階梯環(huán)塑料鮑55爾環(huán)塑料階梯環(huán)0.032填料因子 ,1/mDN25DN38DN50DN7616014022601701

35、27'.瓷距鞍11瓷拉西10環(huán)得：F 170m -1U F0.024gL0.0329.81 998.21.197m / s0.2170 10.2FVL1.310 1取 u0.7u F0.71.180.840m/s由 D4Vs43200 / 3600u3.141.16 m0.840圓整塔徑，取 D1.2m泛點率校核：4VS43200 / 3600u0.786 100% 65.56% (在允許u23.14 1.220.786m / sDuF1.197的范圍內(nèi) )公稱外直比堆干徑徑表積填×個填面空密料料mm高數(shù)積隙度因類×mm率子型厚-22kg/mm/m-1/mm33塑2

36、525×22890%8150097.8312料12.5×階1.4梯3838×19132.591%2720057.5175環(huán)× 105050×25114.282.7%1074054.8143× 1.57676×389092.9%342068.4112× 3.0填料規(guī)格校核：'.D1200.31.588d 38液體噴淋密度校核：取最小潤濕速率為(L W ) min0.08m 3 /mh查附錄五得 ：at132.5m 2 /m 3U min( Lw ) min at0.08132.510.6m 3 /m 2hwLUL102112.2 / 998.290.50 U min20.7851.22D4經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D1200mm 合理。3.4 填